人教版九年级全一册20.2电生磁一课一练（有解析）

人教版九年级全一册 20.2 电生磁 一课一练
一、单选题
1．如图所示，在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是（　　）
A．a、b B．b、c C．c、d D．a、d
2．如图所示实验现象揭示物理原理或规律所对应的技术应用不正确的是（　　）
A．磁极相互作用→磁悬浮列车
B． 连通器→三峡船闸
C．水蒸气的内能转化为木塞的机械能→火箭发射
D． 电流的磁效应→动圈式话筒
3．如图所示，下列说法中错误的是（　　）
A．这是著名的奥斯特实验
B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
D．改变图中电流的方向，小磁针偏转方向改变
4．如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（　　）
A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极
C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极
5．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行，接通电路后，观察到小磁针偏转。下列说法中错误的是（　　）
A．导线若沿东西方向放置，磁针最容易发生偏转
B．改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变
C．实验中小磁针的作用是检测电流的磁场
D．实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法
6．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法正确的是（　　）
　　 　　 　　
A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是条形磁铁的磁感线
B．乙图中，U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较弱
C．丙图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近
D．丁图中，导体通电后小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在着磁场
7．环形电流可以看作是一匝的通电螺旋管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合右手螺旋定则，把两个单匝线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示大小相同，方向相反的电流时，则线圈A和B将（　　）
A．靠近 B．距离不变 C．远离 D．无法确定
8．关于电和磁说法正确的是（　　）
A．磁体只对放入其中的磁体有力的作用
B．只有地球和磁体周围存在磁场
C．磁感线总是从磁体的N极出发回到S极
D．小磁针自由静止时的N极总是指向地理方位的北方附近
9．首先发现电流周围存在磁场的物理学家是（　　）
A．安培 B．奥斯特 C．牛顿 D．帕斯卡
10．如图所示，当闭合开关 S1、S2时，两个通电螺线管的相互作用情况以及 A、B 端的极性分别是（　　）
A．相吸，A 端为 N 极，B 端为 S 极 B．相吸，A 端为 S 极，B 端为 N 极
C．相斥，A 端为 N 极，B 端为 N 极 D．相斥，A 端为 S 极，B 端为 S 极
11．通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，下列说法正确的是（　　）
A．电源“+”极为c端
B．磁体A的右端为N极
C．小磁针的a端为S极
D．小磁针所在位置没有磁场，所以小磁针处于静止
12．对下列各图形情景，解释错误的是（　　）
A．图甲，通电后小磁针转动，说明通电导线周围存在磁场
B．图乙，两个压力锅很难被拉开，因为锅外部气压远小于内部气压
C．图丙，机壳没有接地，容易引起触电事故
D．图丁，小孩儿下滑过程中臀部发热，是通过做功改变内能的
二、填空题
13．1820年，丹麦科学家______在课堂上做实验时偶然发现：当通电导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在磁场。同时段，英国科学家通过大量实验探究了电流产生的热量跟电流大小、导体电阻及通电时间之间的关系，最终发现了著名的______定律。
14．（1）如图所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内所有的灯和插座才能有电，房卡的作用相当于一个______（选填电路元件），该元件接在房间电路的______（选填“支路”或“干路”）。
（2）酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作。设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由______（选填“法拉第”“奥斯特”或“安培”）发现的。装置通电后，电磁铁上端为______（选填“N”或“S”）极。若密封罩被提起并悬挂于空中、不计衔铁、杠杆的质量，左侧电吸力应______（选填“大于”“等于”或“小于”）密封罩的重力；若提不起，则应将滑动变阻器滑片向______（选填“左或右”）滑动。
（3）电饭锅是家庭中的重要用电器，它是利用电流的______效应工作。某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”挡时，电饭锅处于______（选填“加热”或“保温”）状态。
（4）如图所示的电路中，电源电压恒定，R0=10Ω，闭合开关S，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S1闭合时，灯L正常发光；当开关S1断开时，电流表示数为0.2 A，此时灯L的实际功率为其额定功率的，则电源电压为______V，灯L的额定功率为______W。
15．1820年，丹麦物理学家 ___________通过实验，首先发现了通电直导线周围存在磁场。自然界中存在着两种电荷，用橡胶棒摩擦过的毛皮带 ___________。
16．如图是小明自制的一个磁悬浮玩具，磁体陀螺因与电磁铁底座相排斥而悬浮。请在两个括号中标出相应的磁极符号。
三、综合题
某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图1所示。R为热敏电阻，其阻值R随温度变化的规律图像如图2所示，控制电路电源电压U为6V，保护电阻R0的阻值为300Ω，热敏电阻R和工作电路中的三只加热电阻丝R1、R2、R3均置于储水箱中，R1=44Ω，U2=220V，加热和保温时的功率分别为2200W和110W。
（1）电磁铁上端为____17____极。
（2）当电磁铁线圈中的电流I≤8mA时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热水器刚开始保温时水的温度是多大？（电磁铁线圈电阻不计）
（3）不计热量损失，该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少时间？[c水=4.2×103J/（kg·℃]
（4）电阻丝R2的阻值是多大？
18．磁流体是一种新型的功能材料，当周围存在磁场时，磁流体就会“变身”成磁感线的形状，如图甲是在一杯水中放置一些磁流体，在杯子左、右两侧分别放置螺线管B和永磁体A，给螺线管B通电后靠近杯子，出现了如图甲所示的情景，图乙为其简化图，请在图乙中画出：
（1）电源右端的极性；
（2）永磁体A右端的磁极；
（3）磁流体所模拟出的磁感线的方向。
19．根据古文《论衡·是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上．
（1）如图甲所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的_______（N/S）极．
（2）1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南．如乙所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的________（B/C/D/E）处打磨成磁勺的A端．把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，但磁勺A端总不能正确指南．将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善．
（3）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图丙所示．闭合开关磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性．H为电源的________极．
（4）历史上真有这样的司南吗？仍是众说纷纭．一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺要更________（轻/重），从而有更好的指向效果；另一种观点认为除非今后出土了司南实物，才能真正下结论．
20．下图是一种温度自动报警器的原理图，制作_______ (填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有_______，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号．请你根据图中电磁铁的极性，标出控制电路中电源的“＋、－”极．
( )
21．阅读短文，回答问题。
观光电梯
电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等。满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢。
额定电压/V 220
额定运行功率/kW 25
待机功率/kW 1
最大载重/N 4000
轿厢质量/kg 500
如图乙所示，为某商业大厦安装的观光电梯，其相关参数如下表。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图丙所示，控制电路的电源电压U为12V，压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图像如图丁所示，电磁继电器阻值可忽略。当电流大于0.2A时，会启动警报系统，同时无论如何按压电梯控制器，门电动机均不工作。此外，电梯需经常保养，“运行频次比ω”是电梯养护的重要指标，ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。
（1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的___________性，该观光电梯配重的重力约为___________N。
（2）下列有关该电梯的说法中，正确的是___________。
A．主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦 B．超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极
C．电梯满载上行时，电动机需顺时针转动 D．报警电铃的工作原理是电磁感应
（3）乙图中，当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，则可推知A电梯在___________，且速度___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）B电梯的速度。
（4）控制电路中R0=______Ω。若使用一段时间，电梯未满载就报警，则说明R0的阻值变________（选填“大”或“小”）。
（5）该商业大厦每天营业时间为12h，设电梯均在额定功率下运行。经测算，该观光电梯平均每天耗电72kW h，则该观光电梯的“运行频次比”ω=________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
由图可知，螺线管中电流的方向是向上的，由安培定则知道，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知道，只有小磁针的指向正确。
故选A。
2．D
【详解】
A．磁极相互作用相互排斥，应用这一原理的技术是磁悬浮列车，故A不符合题意；
B．连通器，两端开口，底部联通，三峡船闸就是应用这一原理，故B不符合题意；
C．水蒸气的内能转化为木塞的机械能，而火箭发射也是将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．奥斯特实验原理是电流的磁效应，是电流周围存在磁场，而动圈式话筒，将电能转化为机械能，故D符合题意。
故选D。
3．C
【详解】
A．据图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，故A正确，A不符合题意；
B．该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，故B正确，B不符合题意；
C．将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，即N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故C错误，C符合题意；
D．由于磁场的方向与电流的方向有关，所以将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变，故D正确，D不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】
两个通电螺线管正面的电流都是向下，根据安培定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互靠近的两端是异名磁极相，相互吸引。故选C。
【点睛】
5．A
【详解】
A．在该实验中为了避免地磁场对实验的影响，导线应沿南北方向放置（电流产生的磁场沿东西方向），小磁针才会偏转，故A错误，符合题意；
B．改变电流方向，通电导线产生的磁场方向也发生变化，因为磁场间的相互作用，则小磁针的偏转方向也发生改变，故B正确，不符合题意；
C．通过小磁针的偏转判断出小磁针受到磁力的作用（磁场间的相互作用），说明小磁针周围存在另一个磁场，故实验中小磁针的作用是检测电流的磁场，故C正确，不符合题意；
D．磁场看不见摸不着，但小磁针放入磁场后会受到磁力的作用而发生偏转，所以实验中借助小磁针感知磁场的存在，则采用的是转换法，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
A．在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是铁屑的排列方向，故A错误；
B．U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，磁感线分布的越密集则磁场越强，所以靠近磁极处的磁场更强，故B错误；
C．地理北极是地磁场的南极，所以地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极，故C错误；
D．通电导体周围存在磁场，可以使小磁针发生偏转，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
由图知，线圈A中的电流方向向上，B中的电流向下，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的左端为N极、右端为S极，线圈B的右端为N极、左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互远离。
故选C。
8．D
【详解】
A．磁体不仅会对放入其中的磁体有力的作用，对铁钴镍等物质也会有力的作用，故A错误；
B．地球和磁体周围存在磁场，通电导线周围也存在磁场，故B错误；
C．磁感线在磁体周围总是从磁体的N极出发回到S极，而内部则是由S极出发回到N极，故C错误；
D．地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，所以小磁针自由静止时的N极总是指向地理方位的北方附近，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
电流周围存在磁场叫做电流的磁效应，首先发现电流的磁效应的科学家是奥斯特。
故选B。
10．B
【详解】
由安培定则可知，左边通电螺线管的A端为S极，右端为N极，右边通电螺线管的B端为N极，左端为S极，故由异名磁极相互吸引可知，两个通电螺线管相吸，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
11．A
【详解】
ABC．由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，故A正确，B错误，C错误；
D．小磁针所在位置有磁场，所以小磁针受到磁场力的作用处于静止状态，故D错误；
故选A。
12．B
【详解】
A．如图所示是奥斯特实验，小磁针转动，说明通电导体周围存在磁场，故A正确，不符合题意；
B．图乙所示，两个压力锅很难被拉开，是因为锅内气压比锅外的小，故B错误，符合题意；
C．图丙中，机壳没有接地，则机壳上的电不能及时导走，人接触到外壳时可能会被电到，故C正确，不符合题意；
D．小孩儿下滑过程，克服摩擦做功，臀部内能增大，故D正确，不符合题意。
故选B。
13． 奥斯特 焦耳
【详解】
[1]1820年，丹麦的物理学家奥斯特做了著名的奥斯特实验：当导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，证实了电流周围存在磁场。
[2]英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律即著名的焦耳定律。
14． 开关 干路 奥斯特 N 大于 左 热 保温 6 1.8
【详解】
（1）[1][2]只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才能有电，说明：房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当接在干路上的开关。
（2）[3]在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发现电流周围存在磁场。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的。
[4]由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为N极。
[5]若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，由图可知，衔铁这段电磁吸力的力臂小于密封罩的重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力。
[6]提不起，则应将滑动变阻器滑片向左移动，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，衔铁这段电磁吸力就会变大。
（3）[7]电饭锅工作时，将电能转化为内能，利用电流的热效应。
[8]由电路图可知，当开关S置于“1”档时，两电阻串联，电路电阻最大，由可知电饭锅电功率最小，处于保温状态。
（4）[9][10]开关S1闭合时，只有灯泡L的简单电路，灯L正常发光，灯泡的额定功率
PL=
当开关S1断开时，灯泡和电阻R0串联，灯泡L的实际功率
PL实===
U实=
电阻R0两端的电压
U0=IR0=0.2A×10Ω=2V
由串联电路电压的规律可知
U-U实=U0
U-=2V
U=6V
此时电路中的电流
RL=20Ω
灯L的额定功率
15． 奥斯特 正电
【详解】
[1]由物理学史可知，1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验，首先发现了通电直导线周围存在磁场；
[2]由电荷的规定可知，橡胶棒与毛皮摩擦后带负电，这是因为它得到了电子，因此，用橡胶棒摩擦过的毛皮因失去电子而带正电。
16．
【详解】
根据安培定则可知，伸出右手，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极，故该电磁铁的上端为N极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，磁体的陀螺下方是N极。
【答题空1】S（2）70℃；（3）35min；（4）44Ω
【详解】
解：（1）根据右手安培定则，伸出右手，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为电流方向，故该磁铁的下方是N极，则该磁体的上方是S极。
（2）当I≤8mA时开始保温，控制电路电源电压U为6V，则控制电阻的总电阻为
热敏电阻的阻值为
根据图2可知，此时的温度为70℃。
（3）该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃，需要吸收的热量为
不计热量损失，该热水器需要加热时间为
（4）当将衔铁吸下来时，R1与R2并联，总电阻最小，为加热档，此时的总功率为2200W，电阻R1的功率为
则电阻R2的功率为
电阻R2的阻值为
答：（2）热水器刚开始保温时水的温度是70℃；
（3）不计热量损失，该热水器需要加热时间为35min；
（4）电阻R2的阻值为44Ω。
18．
【详解】
（1）螺线管的右侧为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，故电源右端为正极；
（2）（3）磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的，故永磁体A的左端为S极，右端为N极。如图所示
19． S D 正 轻
【详解】
(1)[1]磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；
(2)[2]由图乙可知，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端；
(3)[3]因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极，所以H端为电源的正极；
(4)[4]压力越小，摩擦力越小；故古代的磁勺有更好的指向效果；是因为磁勺轻，压力小，摩擦力减小；
【点睛】
此题考查了磁现象的诸多知识点，将磁现象的多个知识点有机结合，融会贯通可解答此题．
20． 水银 磁性
明确这一装置由两部分电路组成，左端电路的控制要点在于液体柱的变化，而右端的控制要点则在电磁铁对衔铁的吸引，再由此分析电路中温度变化时的工作情况．用安培定则判断通电螺线管的电流的方向，可知电源的正负极．
【详解】
温度报警器用水银做测温物质，因为水银是导体，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电路接通，电磁铁具有磁性，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号．
由螺线管标的N和S极和安培定则通过它的电流从右端流入，左端流出，电源的右端是正极，左端是负极，如图所示：
21． 透光性 7000 C 上升 大于 20 小 3.8
【详解】
（1）[1]乘客乘坐电梯的过程中，可以透过玻璃欣赏外面的风景，因此利用玻璃时利用了玻璃的透光性好。
[2]由材料可知，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等，则配重为
（2）[3]A．电机与钢绳间的摩擦使钢丝绳上升，因此电机与钢绳间的摩擦是有益摩擦，故A错误；
B．超载自动报警系统报警时，电流从电磁铁的右端导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极，左端为S极，固B错误；
C．电梯满载上行时，钢丝绳对轿厢有向上的拉力，所以电动机需顺时针转动，对其产生向上的摩擦力，故C正确；
D．报警电铃的工作原理是电流的磁效应，故D错误。
故选C。
（3）[4][5]当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，则A电梯相对于B电梯向上运动，所以A电梯上升且速度比B电梯速度快。
（4）[6]由图可知，最大压力为4000N，此时压敏电阻的阻值为40Ω，电流为0.2A，则定值电阻R0的阻值为
[7] 当电梯未满载时，压力传感器所受压力变小，由图像可知，压力传感器电阻变大，由于电梯报警时电流和电源电压不变，根据可知电路总电阻不变，说明R0阻值变小。
（5）[8]设待机时间为t，由题意可知
解得待机时间为9.5h，运行时间为2.5h，则运行频次比为
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